物理

我們有可能作一個轉扭，就使材料在絕緣體、超導體、鐵磁狀態自由切換嗎？當石墨烯以魔法夾角堆疊時，可以產生超導狀態；若是和六角硼氮組合成「三明治」時，竟然可以產生鐵磁性。二維材料結構簡單，藉由扭轉產生的特殊物理現象，可以幫助科學家更瞭解背後的生成機制。這類的研究進一步被歸類為「轉角電子學」，這樣的材料組成就像一個轉扭一樣，透過旋轉就可以切換其物理狀態！

2023年七月，「超導體」報導引起媒體大量關注，Google搜尋熱度暴增。超導體對科技發展與環保平衡至關重要，無電阻傳輸能夠大幅提高資訊處理速率，且大幅減少對環境的汙染。石墨稀擁有高導電性、高彈性和硬度等特點，身為近代最夢幻的材料，石墨稀也具備有超導特性。雙層石墨稀的1.1°「魔法夾角」堆疊可展現超導與絕緣特性，成為絕佳的電子開關。雖此狀態僅在極低溫出現，但這項發現仍有助於科學家理解超導機制。全球科學家們持續致力於克服障礙，期待實現無損耗能源使用，使科技與環保不再是矛盾。

來探索一下氧化鑷如何左右坡莫合金的「性格」吧！坡莫合金是一種鐵磁性材料，對外加磁場非常敏感。你可能知道，這種材料在磁場下會產生磁滯曲線，也就是磁性效應不會立即消失，這種特性使得坡莫合金在記憶元件中有很好的應用潛力。但是，當我們將氧化鑷與鐵鑷合金堆疊在一起時，事情變得更有趣了！這種堆疊會導致磁滯曲線產生偏移，也就是磁滯現象更難被消除，這意味著記憶體可以更長時間地保持信息，同時減少外部磁力對其的影響。還有一個有趣的概念——電力充磁，當我們為氧化金屬充電時，材料內的氧空缺會捕捉單一電子，使得材料帶有磁性，這樣的現象提供了一種新的方式來調整材料的磁性。

對於一般門外漢來說，渾沌的概念帶給他們的是一種完全任意性的印象，但對於科學家來說，它卻是表示在因果系統中的隨機行為，也就是說，系統對於測量太敏感，以致於產生的結果雖然有著根本的秩序，但看起來卻很隨機。這個表面上很矛盾的觀點是一位由數學家改行成為氣象學家的勞侖次 (Edward Lorenz) 所提出的，他在一次意外發現了此現象，隨即孕育出現代渾沌理論的領域，並永遠改變了我們檢視像天氣等非線性系統的方式。

自旋是電子的一種特性，也可以對物質造成磁性。自旋的控制可以讓電子元件的應用更加多元化，與以往電子充放電為基礎的電子元件不同，當具有磁性的物質與非磁性的物質接觸時，它們能夠互相影響並產生各種不同的物理特性，就像群體影響個人的行為，這個特性稱為「磁鄰近效應」。這樣的特性目前正被廣泛研究以及應用於磁性記憶體中。

量子物理、量子糾纏，不少與量子有關的酷酷名詞充斥我們的生活，不僅如此，隨著影音串流平台的發展，越來越多人講究顯示器的品質。量子點電視（QLED）成為許多影視消費者熱愛的產品，它宣稱能夠精準控色，且能發射色彩更鮮明的影像，究竟量子點電視是廣告噱頭還是真有其事呢？讓我們繼續看下去⋯⋯

現代科技帶給人們生活的便利不可勝數，許多科學家投身半導體科技領域。半導體與其他物質的交互作用可以產生豐富的應用，半導體碰到金屬時會形成蕭特基能障，再透過外加電壓調整能障大小，可以使電子單向通過，使電子電路產生整流的效果，若選擇合適的金屬與半導體作連結，則可以形成歐姆接觸，幫助科學家更精確地探索半導體的導電特性。

每個人擁有獨特的指紋，從過去到現在，辨別指紋成為警方緝凶的絕佳證據。不同的材料也擁有各自的「指紋」，因為原子間的鍵結會產生獨一無二的振動。拉曼光譜是透過光子射入材料與材料分子的交互作用，使得光子失去部分能量，再透過偵測光子的能量改變，可以進一步作為材料的辨別。這項技術被廣泛應用於奈米科技、食藥檢測、藝術保存及考古探究。

多數人可能都曾幻想過，若有穿牆透壁的超能力，一定能帶給生活許多的便利。這不再是天馬行空的幻想，而是真實存在的物理現象。根據量子力學，在原子的維度裡，電子能夠穿隧位能高牆，有如網球能夠穿過牆壁一樣。此現象早已不只是理論推測，而是已經被實際應用在我們生活中的「記憶元件」及「奈米科技」發展之中⋯⋯

在物理學中，「對稱性」長久以來都扮演著關鍵性的角色。自從 1925 年以來，科學家就一直認為我們的世界和鏡子內的影像是無法區別的——即為人所知的宇稱守恆的觀念，而主要的理論也印證了此假設。宇稱守恆和能量、動量與電荷守恆等最基本的物理法則一樣，在物理方面都享有極高的地位，一直到 1956 年美國國家標準局（現在的美國國家標準與科技研究院）進行了一系列重要的試驗後才改觀。正如相對論一般，大自然再一次證明了它並不總是遵循著「常識」的法則。